Um refrigerador de Carnot opera entre dois reservatórios de temperaturas 320   K e 270   K . a) Se em cada ciclo o refrigerador recebe 415   J de calor do reservatório a 270   K , qual é a quantidade de calor em joules transferida para o reservatório a 320   K ? b) Se o refrigerador executa 165 ciclos em cada minuto, qual é a potencia necessária para operar o refrigerador? c) Qual é o coeficiente de desempenho do refrigerador?

Passo 1

a) Como o refrigerador é de Carnot, podemos suar a equação do ciclo de Carnot para encontrarmos o calor liberado no reservatório quente Q H :

Q C Q H = T C T H

Q H = | Q C | T H T C

Substituindo os valores, o calor será:

Q H = ( 415   J ) 320   K 270   K

Q H = 492   J

Passo 2

b) Primeiro precisamos calcular a energia necessária para um ciclo, para isso, basta subtrairmos Q H de Q C :

W = Q H - | Q C |

Ficamos com:

W = 492   J - 415   J

W = 77   J

E agora multiplicamos pelo numero de ciclos e dividimos por 60   s para acharmos a potência:

P = W t 165   c i c l o s

P = 165 77   J 60   s = 212   W

Passo 3

c) A equação do desempenho do refrigerador é:

K = Q C W

Com os valores fica:

K = 415   J 77   J = 5,4

Resposta

a   492   J

b   212   W

c   5,4

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